
导语:嵌合抗原受体T细胞(Chimeric Antigen Receptor T-Cell, CAR-T)疗法已在血液系统恶性肿瘤展现出了卓越的临床潜力。但当癌症患者苦等数周制备CAR-T细胞时,疾病进展是否已错失最佳治疗窗口?当百万级治疗费用将绝大多数患者拒之门外时,细胞治疗的普惠化之路在何方?

图源:CMT
体外CAR-T困局催生体内转向,CAR-T疗法演进与监管指南问世近年来,CAR-T治疗在复发难治性B细胞恶性肿瘤中的变革性疗效已获确证,全球已有十余款产品获批上市。然而,现行体外制备模式(ex vivo CAR-T)的固有缺陷正制约其临床可及性。该流程需经历患者单采、T细胞体外基因转导、扩增培养、质量放行及回输等多个环节,全程耗时2-4周,期间患者面临疾病进展风险;制造过程依赖GMP级别洁净设施与高度专业化人员,导致生产成本居高不下,单次治疗费用常逾百万人民币;更需接受氟达拉滨联合环磷酰胺的淋巴清除化疗,显著增加感染、骨髓抑制及器官毒性风险。使得CAR-T疗法的全球可及性极低,绝大多数符合适应证的患者因地理距离、经济负担或身体状况而无法获益,形成显著的未满足临床需求。
此时,体内CAR-T(in vivo CAR-T)策略应运而生。该技术通过靶向递送系统(工程化病毒载体或脂质纳米颗粒)将编码CAR的遗传物质直接导入患者体内,于生理微环境中完成T细胞基因工程化改造,从根本上省去了体外制造的物流环节与化疗预处理步骤。2024年以来,该领域进入临床转化加速期:Interius BioTherapeutics的CD7靶向慢病毒载体INT2104启动I期临床试验,在非人灵长类中证实可实现特异性T细胞转导与B细胞耗竭;Umoja Biopharma的VivoVec平台通过表面工程化慢病毒共表达CD3靶向scFv与共刺激配体,在食蟹猴中诱导65%的循环CAR-T细胞生成;EsoBiotec的靶向TCRαβ慢病毒载体ESO-T01更在多发性骨髓瘤患者中诱导快速完全缓解。与此同时,脂质纳米颗粒(LNP)平台借助COVID-19疫情期间的mRNA技术积累,在髓系细胞嗜性LNP、靶向CD8的tLNP及环状RNA载荷等方向取得突破,Myeloid Therapeutics、Capstan Therapeutics及Orna Therapeutics等产品相继进入临床。我国企业亦迅速跟进布局,多个候选产品已向国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)递交临床试验申请前沟通交流。
近期,CDE周宇等专家在《中国药物评价》杂志发表题为《体内嵌合抗原受体T细胞(in vivo CAR-T)研究进展及非临床研究一般考虑》的综述文章。鉴于in vivo CAR-T兼具基因治疗与细胞治疗双重属性,涉及病毒、纳米颗粒等多元递送载体,其非临床药理学、药代动力学及安全性评价较传统产品更为复杂,亟须建立科学的监管评价框架。该文基于对全球研发现状的系统调研与梳理分析,首次系统阐述了该领域的非临床研究一般考虑,旨在为研发企业提供技术指引,引发学术界与监管方对关键科学问题的深入讨论。

in vivo CAR-T的非临床研究需基于风险、个案处理,其复杂性源于产品兼具基因治疗与细胞治疗双重属性,且递送载体类型多样、机制各异。文章系统阐述了非临床研究的四大维度,为不同技术路径的产品提供了差异化的评价框架。
动物模型选择的二元困境:人源化小鼠与灵长类动物的互补性局限
相关动物种属的选择是in vivo CAR-T非临床研究的首要难题。由于病毒载体的靶向膜蛋白、LNP偶联的靶向抗体及荷载基因常具有高度人源性,传统毒理学动物模型适用性受限。目前主要采用两种策略:人源化小鼠(如NSG、NCG小鼠植入人PBMC或CD34+干细胞)可使用临床拟用样品开展研究,但存在移植物抗宿主病(GvHD)与免疫系统不完整等固有缺陷;食蟹猴与人在生理、代谢及免疫系统具有较高相似性,具备完整免疫系统,有助于全面评估靶向/脱靶风险及免疫原性,但需采用替代产品(如将抗人CD3 scFv替换为抗猴CD3 scFv),无法充分代表临床拟用样品,其毒性耐受剂量亦不适合作为临床起始剂量依据。
药理学评价的双重验证:体外转导效率与体内功能活性的系统表征
药理学研究需围绕基因转导特异性、效率及CAR功能活性进行体外与体内双重验证。INT2104研究采用靶向CD7的慢病毒载体递送抗CD20 CAR,处理人外周血单个核细胞后,数字PCR证实其可成功转导CD4+与CD8+T细胞,转导效率与体外制备的传统CAR-T细胞相当。ESO-T01为靶向BCMA的慢病毒载体产品,将处理后的免疫细胞与多发性骨髓瘤细胞系共培养,可见剂量依赖性肿瘤细胞杀伤作用,并与颗粒酶B等细胞毒性因子释放相关。VivoVec平台设计更为精巧,其载体表面表达抗CD3 scFv与CD80/CD58共刺激配体融合蛋白,模拟抗原呈递细胞功能;连续再刺激试验显示,与缺乏共刺激信号的对照组相比,VivoVec生成的CAR-T细胞能够持续抑制肿瘤生长,表现出更强的持久性。
体内药效研究则重点关注CAR-T细胞生成效率、扩增动力学及功能持久性。复旦大学开发的环状RNA in vivo CAR产品,在BALB/c小鼠OVA诱导哮喘模型、MC38-HER2/CT26-HER2同种移植瘤模型、MRL/MpJ-Faslpr系统性红斑狼疮模型、17月龄衰老小鼠及食蟹猴中进行了系统验证:在小鼠中,circRNA-CAR可抑制肿瘤生长、改善哮喘指标并逆转衰老表型;在食蟹猴中,抗人CD19 CAR可导致B细胞耗竭并持续约40-50天。VivoVec平台在人源化小鼠(NSG MHC I/D KO小鼠植入PBMC)移植瘤模型中实现肿瘤完全清除与生存期延长;在食蟹猴中,采用抗猴CD3 scFv替代策略后,可实现循环T细胞65%的CAR-T生成率及完全B细胞耗竭,持续达7天。
药代动力学的一体化设计:生物分布与脱落研究的整合策略
生物分布研究旨在确定载体与转基因细胞在体内的分布模式、靶向特异性及脱靶风险。VivoVec平台的首个研发项目UB-VV111开展了系统的生物分布评价:食蟹猴淋巴结给药后血液中未检测到载体RNA,静脉给药后载体RNA迅速达峰(约5分钟),2小时后降至峰值5%以下;在表达LDL-R的潜在靶组织(肝、肾上腺、肺、肾、结肠)中分离人原代细胞,未见荷载基因转导。犬模型8周生物分布研究显示,无论淋巴结或静脉给药,病毒载体转导仅限于免疫器官的免疫细胞,未观察到其他组织非特异转导。CD34+人源化NSG小鼠13周毒理学试验中整合的生物分布研究显示,UB-VV111载体基因组整合呈剂量依赖性且随时间减少,肝脏与脾脏载体含量最高,转导细胞主要为小鼠巨噬细胞或人T细胞。脱落研究方面,非人源化NSG小鼠静脉或腹膜内注射UB-VV111后,各时间点粪便中均未检测到载体RNA基因组。
安全性评价的多维风险矩阵:从载体属性到临床转化的系统考量
tLNP制剂在食蟹猴静脉注射后,未观察到中枢神经系统症状或癫痫发作,但出现1例免疫效应细胞相关噬血细胞综合征样综合征(IEC-HS),提示即使短期CAR表达也可能触发全身性免疫反应。KLN-1010研究采用CD3靶向慢病毒载体编码全人源抗BCMA CAR,非临床安全性研究显示未见细胞因子释放综合征(CRS)或神经毒性。
免疫毒性是in vivo CAR-T的核心风险,病毒载体的CAR序列永久整合可能导致CAR-T细胞活化、扩增与再扩增,引发免疫过度激活;LNP平台的瞬时表达特性虽可能降低长期毒性,但重复给药或高剂量下仍可诱发急性炎症反应。遗传毒性方面,UB-VV111研究显示其载体拷贝数(VCN)较低,平均每个CAR-T细胞仅1.77个拷贝,整合插入位点分布类似于已上市慢病毒载体ex vivo CAR-T,表现为低频整合于重复基因组区域并倾向于内含子区域。对于非整合载体(如AAV、LNP),虽遗传毒性风险较低,仍需关注环状RNA或LNP脂质成分的潜在风险。
总结当前,体内CAR-T技术正在推动细胞治疗领域的革新,其安全性与精准性持续提高。但其发展仍面临多重挑战:在动物模型的选择上,人源化小鼠与灵长类模型各具局限性,需通过一体化研究设计实现互补;安全性评估应着重关注整合型载体的遗传毒性、瞬时表达平台因重复给药可能引发的免疫原性,以及CRS和免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)等免疫风险;此外,由于不同CAR靶点对应的平台技术差异显著,现阶段尚不宜对其监管流程进行简化。
随着临床推进及我国本土创新加速,in vivo CAR-T有望突破传统CAR-T的制造瓶颈,实现从个性化定制向现货型疗法的转变,为肿瘤、自身免疫病等领域提供更可及的治疗选择,而监管科学的持续演进将成为平衡创新激励与患者安全的关键支撑。
参考文献
周宇, 张旻, 闫莉萍. 体内嵌合抗原受体T细胞(in vivo CAR-T)研究进展及非临床研究一般考虑 [J]. 中国药物评价, 2025, 42(6): 409-415.
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编辑:白术
审核:梨九
封面图源:CMT